Improving the Long-Term Stability of PbTe-Based Thermoelectric Modules: From Nanostructures to Packaged Module Architecture

材料科学 制作 热电材料 热电发电机 碲化物 箔法 热电效应 热稳定性 碲化铅 纳米结构 光电子学 扩散阻挡层 电极 复合材料 纳米技术 热导率 图层(电子) 冶金 化学工程 热力学 医学 化学 替代医学 物理 物理化学 病理 兴奋剂 工程类
作者
Philipp Sauerschnig,Noriyuki Saitou,Masanori Koshino,Takao Ishida,Atsushi Yamamoto,M. Ohta
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:16 (35): 46421-46432
标识
DOI:10.1021/acsami.4c07148
摘要

Nanostructured lead telluride PbTe is among the best-performing thermoelectric materials, for both p- and n-types, for intermediate temperature applications. However, the fabrication of power-generating modules based on nanostructured PbTe still faces challenges related to the stability of the materials, especially nanoprecipitates, and the bonding of electric contacts. In this study, in situ high-temperature transmission electron microscopy observation confirmed the stability of nanoprecipitates in p-type Pb0.973Na0.02Ge0.007Te up to at least ∼786 K. Then, a new architecture for a packaged module was developed for improving durability, preventing unwanted interaction between thermoelectric materials and electrodes, and for reducing thermal stress-induced crack formation. Finite element method simulations of thermal stresses and power generation characteristics were utilized to optimize the new module architecture. Legs of nanostructured p-type Pb0.973Na0.02Ge0.007Te (maximum zT ∼ 2.2 at 795 K) and nanostructured n-type Pb0.98Ga0.02Te (maximum zT ∼ 1.5 at 748 K) were stacked with flexible Fe-foil diffusion barrier layers and Ag-foil-interconnecting electrodes forming stable interfaces between electrodes and PbTe in the packaged module. For the bare module, a maximum conversion efficiency of ∼6.8% was obtained for a temperature difference of ∼480 K. Only ∼3% reduction in output power and efficiency was found after long-term operation of the bare module for ∼740 h (∼31 days) at a hot-side temperature of ∼673 K, demonstrating good long-term stability.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
研友_Lw4Ngn发布了新的文献求助10
1秒前
玺玺发布了新的文献求助10
1秒前
ZZ发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
专注乌冬面完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
在水一方应助chloe采纳,获得10
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
YY完成签到,获得积分10
5秒前
毛钱完成签到,获得积分10
5秒前
cxz发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
Li发布了新的文献求助10
6秒前
曾sir完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
迷路炎彬发布了新的文献求助80
6秒前
Ula关闭了Ula文献求助
6秒前
烟花应助樱悼柳雪采纳,获得10
7秒前
7秒前
Changlu完成签到,获得积分20
7秒前
yar应助liaomr采纳,获得10
7秒前
深情安青应助weilai采纳,获得10
8秒前
王者归来发布了新的文献求助200
8秒前
希望天下0贩的0应助yyy采纳,获得10
8秒前
英俊的铭应助尔尔采纳,获得10
8秒前
AI_S完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
DAKE发布了新的文献求助10
9秒前
wjx发布了新的文献求助10
9秒前
北过居庸发布了新的文献求助10
9秒前
妩媚的强炫完成签到,获得积分10
9秒前
Barry发布了新的文献求助10
10秒前
hhhh应助小学生采纳,获得10
10秒前
10秒前
煎饼发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
11秒前
高分求助中
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 700
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Effective Learning and Mental Wellbeing 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3974943
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3519467
关于积分的说明 11198482
捐赠科研通 3255728
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1797904
邀请新用户注册赠送积分活动 877261
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 806224